考慮局部屈曲卷邊C形截面不銹鋼構(gòu)件承載力研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的外觀要求也越來(lái)越高。不銹鋼作為建筑結(jié)構(gòu)材料，具有造型美觀、力學(xué)性能穩(wěn)定、耐腐蝕性好、易于維護(hù)和全壽命周期成本低等優(yōu)點(diǎn)，采用不銹鋼作為建筑結(jié)構(gòu)材料成為近年來(lái)土木工程的新趨勢(shì)。目前，我國(guó)對(duì)不銹鋼材料力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能研究尚不全面，首版《不銹鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》仍有需要完善的空間?；谏鲜霰尘?，本文對(duì)卷邊C形截面不銹鋼受彎構(gòu)件開(kāi)展了試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬分析，揭示了不銹鋼受彎構(gòu)件發(fā)生局部屈曲的受力性能和破

2、壞機(jī)理，并給出了卷邊C形截面不銹鋼受彎構(gòu)件局部屈曲承載力的直接強(qiáng)度法計(jì)算公式。
　　在對(duì)已有的彈性局部屈曲分析方法和局部屈曲承載力計(jì)算方法進(jìn)行較為全面綜述和歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)強(qiáng)軸受彎的卷邊C形截面構(gòu)件局部屈曲臨界彎矩的計(jì)算公式進(jìn)行了推導(dǎo)，獲取了計(jì)算臨界彎矩的隱式表達(dá)式。針對(duì)國(guó)產(chǎn)奧氏體S30408不銹鋼材料，本文分別開(kāi)展了12個(gè)不銹鋼試件材料力學(xué)性能試驗(yàn)、6根強(qiáng)軸受彎和6根弱軸受彎卷邊C形截面不銹鋼試件局部屈曲承載力試驗(yàn)。材料力學(xué)

3、性能試驗(yàn)結(jié)果表明:修正的兩階段Ramberg-Osgood材料模型能夠很好地模擬不銹鋼材料的非線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，但模型中硬化系數(shù)的表達(dá)式尚需根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行修正;冷加工效應(yīng)對(duì)不銹鋼材料強(qiáng)度有明顯的提高作用。通過(guò)卷邊C形截面不銹鋼受彎構(gòu)件局部屈曲承載力試驗(yàn)，獲得了強(qiáng)軸受彎和弱軸受彎各試件的破壞現(xiàn)象、荷載-位移曲線、應(yīng)變變化曲線和極限承載力。
　　運(yùn)用Python語(yǔ)言，采用有限元軟件ABAQUS對(duì)卷邊C形截面不銹鋼試件的試驗(yàn)受力過(guò)程

4、進(jìn)行了模擬分析，并將分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，兩者吻合較好，從而驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)有限元模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化，并通過(guò)簡(jiǎn)化的有限元模型對(duì)影響卷邊C形截面不銹鋼受彎構(gòu)件局部屈曲承載力的關(guān)鍵因素進(jìn)行了參數(shù)化分析。分析結(jié)果表明:不銹鋼材料的名義屈服強(qiáng)度、硬化系數(shù)、轉(zhuǎn)角區(qū)材料強(qiáng)度提高、初始幾何缺陷和截面高寬比均對(duì)不銹鋼受彎構(gòu)件的局部屈曲承載力有一定程度的影響;截面高寬比對(duì)不銹鋼受彎構(gòu)件局部屈曲承載力的影響最大。
　　最后，

5、本文利用已有的局部屈曲承載力計(jì)算方法（有效寬度法和直接強(qiáng)度法）對(duì)試驗(yàn)試件的承載力進(jìn)行計(jì)算，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。分析結(jié)果表明:有效寬度法和直接強(qiáng)度法的計(jì)算結(jié)果均不同程度地高于試驗(yàn)結(jié)果或偏于保守;直接強(qiáng)度法在計(jì)算準(zhǔn)確度上略差，但在簡(jiǎn)易度方面要優(yōu)于有效寬度法。因此，在直接強(qiáng)度法已有計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，通過(guò)有限條和有限元分析，完成了238個(gè)強(qiáng)軸受彎構(gòu)件和229個(gè)弱軸受彎構(gòu)件的算例，擬合出了卷邊C形截面不銹鋼強(qiáng)軸受彎和弱軸受彎構(gòu)件局部屈曲承